פצצת ביקוע גרעיני

תמונת הפטרייה של פצצת "איש שמן" שהוטלה על נגסאקי, שצולמה ממפציץ B-29

פצצת ביקוע גרעיני (הידועה בשם "פצצת אטום", על-אף שזהו שם מטעה מבחינה מדעית) היא סוג של נשק גרעיני, כלומר נשק המנצל את האנרגיה הרבה שאגורה בגרעיני אטומים הכבדים מברזל. אנרגיה זו משתחררת בתהליך של ביקוע גרעיני - פירוק הגרעין הכבד לגרעינים קלים יותר. אין כלל הקובע מה יהיו גרעיני האטומים הנוצרים, למעט שסך הפרוטונים והנייטרונים חייב להישמר. כדוגמה, גרעין של אורניום236 אינו יציב, ומתפרק תוך זמן קצר לשני גרעינים נפרדים, שיכולים להיות - אך לא חייבים להיות - גרעין של קריפטון92 וגרעין בריום141 בתוספת 3 נייטרונים חופשיים[1]. במהלך הפירוק נפלטות קרני גמא בעוצמה גבוהה, שמקורה בהפרש בין האנרגיה שהחזיקה את הגרעין הכבד וסכום האנרגיות שמחזיקות את הגרעינים שנוצרו. כאמור, עבור כל יסוד כבד מברזל הפרש אנרגיה זה הוא חיובי.

עוד לפני פיתוח הנשק הגרעיני היה ידוע שבתהליך הביקוע משתחררת אנרגיה רבה מאד. לדוגמה, גרם בודד של רדיום פולט אנרגיה ששקולה לאנרגיה הנפלטת משריפת מכלית בנזין מלאה[2], אך לא היה ידוע כיצד לגרום לגרעינים להתפרק באופן יזום כך שיתקבל פרץ קצר ועצום של אנרגיה. עם גילוי תהליך השרשרת נפתרה קושייה זו, ונפתח הפתח לפצצות בהן קילוגרמים ספורים של חומר בקיע פולטים בשבריר שנייה את כמות האנרגיה של עשרות אלפי טונות של חומר נפץ רגיל, וכך גורמות להרס בהיקף חסר תקדים.

פיתוח וייצור נשק גרעיני היוו נקודת מפנה בהיסטוריה של המלחמות ושל היחסים הבינלאומיים בכלל. לראשונה נוצר איום ממשי של הרג מיליונים תוך דקות, ונוצר מאזן האימה שמרתיע את המעצמות הגרעיניות ממלחמה גלויה זו בזו.

במהלך מלחמת העולם השנייה עסקו ארצות הברית, גרמניה הנאצית ואף האימפריה היפנית בפיתוח נשק גרעיני. למרות הישגים משמעותיים בפרויקט הגרעין של גרמניה הנאצית ושל יפן, רק מאמץ הפיתוח של ארצות הברית - "פרויקט מנהטן" - הגיע לייצור פצצה גרעינית בפועל. ראש הפרויקט האמריקני, הפיזיקאי היהודי רוברט אופנהיימר, זכה לפרסום רב וכונה "אבי פצצת האטום". צוות בראשות אנריקו פרמי השיג את תגובת השרשרת הגרעינית מעשי ידי אדם הראשונה בעולם. בשנת 1942 וב־1945 נוסה הנשק הגרעיני לראשונה באתר טריניטי, סמוך לאלאמוגורדו, ניו מקסיקו. בעקבות הצלחת הניסוי יוצרו שתי פצצות ביקוע גרעיני, שהוטלו על הערים היפניות הירושימה ועל נגסאקי. מספר ימים לאחר הטלת פצצת האטום על נגסאקי, נכנעה יפן ללא תנאים, ובכך למעשה באה לסיומה מלחמת העולם השנייה. מאז לא הופעל עוד נשק גרעיני במלחמה.

66,000 איש נהרגו כתוצאה מיידית מהתפוצצות הפצצה בהירושימה. 60,000 איש נוספים מתו עד סוף 1945 כתוצאה מפגיעות שגרמה להם הפצצה, ורבבות אנשים נוספים סבלו מנזקי הקרינה הרדיואקטיבית במשך שנים רבות.

ברית המועצות פוצצה את הפצצה הגרעינית הראשונה שלה RDS-1 ב-29 באוגוסט 1949. תכנון הפצצה התבסס בעיקר על התכנון האמריקאי, שאותו קיבלה ברית המועצות מהמרגל קלאוס פוקס, אך ייתכן שהידע שלה התבסס גם על מתקנים של גרמניה הנאצית, בשטח מזרח גרמניה לשעבר.

עוצמתה של פצצת ביקוע גרעיני נמדדת בקילוטון TNT (בקצרה "קילוטון"). עוצמתה של "ילד קטן", פצצת האטום שהוטלה על הירושימה, הייתה כ-13 עד 16 קילוטון TNT.

תהליך מקביל המפיק אנרגיה רבה יותר הוא היתוך גרעיני, שבו מתחברים גרעיני אטומים קלים ליצירת אטום כבד יותר, והוא התהליך המניע את השמש וגם הבסיס לפעולתה של פצצה תרמו-גרעינית המכונה גם "פצצת מימן".